• 대한전자공학회논문지SD
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• 제46권1호
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• pp.107-116
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• 2009

QCA는 현재 초고집적 저전력 디지털 시스템 구현 기술의 왕좌를 차지하고 있는 CMOS의 자리를 상속받을 가장 장래성 있는 차세대 나노 전자 소자 중 하나이다. QCA 셀의 하드웨어 기본 동작은 이미 1990년대 후반에 실험을 통하여 증명되었다. 또한 회로를 설계할 수 있는 전용설계 도구와 시뮬레이터도 개발되었다. 그러나 기존의 QCA 설계 기술은 초대규모 설계에 대한 준비가 부족하다. 본 논문은 기존의 대규모 CMOS 설계에서 사용되었던 검증 방법들과 도구를 QCA 설계에서 그대로 활용할 수 있는 새로운 접근 방법을 제시한다. 첫째로 셀 배치를 미리 정의된 구조에서 벗어나지 않도록 엄격하게 제한함으로써 항상 일관성 있는 디지털 동작을 보장하는 설계 규칙을 제안한다. 다음, QCA 설계의 게이트 및 상호연결 구조를 인식한 후 다수결 게이트의 입력 경로 균형과 잡음 증폭 방지 등을 포함하는 신호 충실도 보장 조건을 검사한다. 마지막으로 디지털 논리를 추출하여 OpenAccess 공통 데이터베이스로 저장하면 이미 CMOS 설계에서 사용되고 있는 풍부한 검증 툴과 연결되어 그들을 사용할 수 있게 된다. 제안된 방식을 검증하기 위해 2-비트 가산기 및 비트-직렬 가산기, 그리고 ALU 비트 슬라이스를 설계하였다. 디지털 논리를 추출하여 Verilog 넷 리스트를 생성시킨 후 상업용 소프트웨어로 시뮬레이션 하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2000년도 제18회 학술발표회 논문개요집
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• pp.156-156
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• 2000

Recently, the surface electronic states have attracted much attention since their standing wave patterns created around steps, defects, and adsorbates on noble metal surfaces such as Au(111), Ag(110), and Cu(111) were observed by scanning tunneling microscopy (STM). As a typical example, a striking circular pattern of "Quantum corral" observed by Crommie, Lutz, and Eigler, covers a number of text books of quantum mechanics, demonstrating a wavy nature of electrons. After the discoveries, similar standing waves patterns have been observed on other metal and demiconductor surfaces and even on a side polane of nano-tubes. With an expectation that the surface states could be utilized as one of ideal cases for studying two dimensionakl (sD) electronic system, various properties, such as mean free path / life time of the electronic states, have been characterized based on an analysis of standing wave patterns, . for the 2D electron system, electron density is one of the most importnat parameters which determines the properties on it. One advantage of conventional 2D electron system, such as the ones realized at AlGaAs/GaAs and SiO2/Si interfaces, is their controllability of the electrondensity. It can be changed and controlled by a factor of orders through an application of voltage on the gate electrode. On the other hand, changing the leectron density of the surface-state 2D electron system is not simple. On ewqy to change the electron density of the surface-state 2D electron system is not simple. One way to change the electron density is to deposit other elements on the system. it has been known that Pd(111) surface has unoccupied surface states whose energy level is just above Fermi level. Recently, we found that by depositing Pd on Cu(111) surface, occupied surface states of Cu(111) is lifted up, crossing at Fermi level around 2ML, and approaches to the intrinsic Pd surface states with a increase in thickness. Electron density occupied in the states is thus gradually reduced by Pd deposition. Park et al. also observed a change in Fermi wave number of the surface states of Cu(111) by deposition of Xe layer on it, which suggests another possible way of changing electron density. In this talk, after a brief review of recent progress in a study of standing weaves by STM, I will discuss about how the electron density can be changed and controlled and feasibility of using the surface states for a study of 2D electron system. One of the most important advantage of the surface-state 2D electron system is that one can directly and easily access to the system with a high spatial resolution by STM/AFM.y STM/AFM.

• JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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• 제6권3호
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• pp.154-161
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• 2006

This paper describes the new types of ngative differential resistance (NDR) IC applications which use a monolithic quantum-effect device technology based on the RTD/HBT heterostructure design. As a digital IC, a low-power/high-speed MOBILE (MOnostable-BIstable transition Logic Element)-based D-flip flop IC operating in a non-return-to-zero (NRZ) mode is proposed and developed. The fabricated NRZ MOBILE D-flip flop shows high speed operation up to 34 Gb/s which is the highest speed to our knowledge as a MOBILE NRZ D-flip flop, implemented by the RTD/HBT technology. As an analog IC, a 14.75 GHz RTD/HBT differential-mode voltage-controlled oscillator (VCO) with extremely low power consumption and good phase noise characteristics is designed and fabricated. The VCO shows the low dc power consumption of 0.62 mW and good F.O.M of -185 dBc/Hz. Moreover, a high-speed CML-type multi-functional logic, which operates different logic function such as inverter, NAND, NOR, AND and OR in a circuit, is proposed and designed. The operation of the proposed CML-type multi-functional logic gate is simulated up to 30 Gb/s. These results indicate the potential of the RTD based ICs for high speed digital/analog applications.

• 한국광학회지
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• 제13권6호
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• pp.543-547
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• 2002

9.2GHz 주파수 차이로 위상잠금(phase-locking)된 레이저 시스템을 제작하여 그 특성을 조사하였다. 외부공진기 다이오드 레이저 2대를 제작하고, 두 레이저가 9.2GHz 주파수 차이를갖도록 디지털 회로를 이용하여 위상잠금 하였다. 위상잠금된 두 레이저의 맥놀이 신호의 스펙트럼을 측정하였으며, 이로부터 신호의 반송률이 약 93%임을 알 수 있었다. 위상잠금된 두 레이서의 상대 선폭은 2Hz 이하였다. 위상잠금된 두 레이저의 맥놀이 신호의 위상잡음을 측정하였으며, 측정된 위상잡음 스펙트럼으로부터 적분시간 1s 이하에서 상대적인 주파수 안정도를 계산하였다. 적분시간 1s 이상에서는 주파수 측정방법으로 상대적인 주파수 안정도를 측정하였는데, 적분시간 20s 에서 알란편차는 $2.7{\times}10^{-19}$였다.

• 한국광학회지
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• 제17권6호
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• pp.564-568
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• 2006

반도체 광증폭기에 기반을 둔 이득포화특성을 이용하여 XOR, AND, OR 논리 게이트를 동시에 구현하는 다기능 전광 논리소자를 설계하고 구현하였다. 상용화된 프로그램인 VPI Component $Maker^{TM}$을 사용하여 시뮬레이션을 수행하였고 10 Gbit/s의 입력 신호를 사용하여 XOR, AND, OR 논리동작을 동시에 구현하는 다기능 전광 논리소자를 구현하였다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2007년도 하계학술대회 논문집 Vol.8
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• pp.11-11
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• 2007

1차원 구조체인 반도체 나노선은 앙자제한효과 (quantum confinement effect) 등을 이용하여 고밀도/고효율의 소자 개발이 기대되고 있다. GaN는 상온에서 3.4 eV의 밴드갭 에너지를 갖는 III-V 족 반도체 재료로써 박막의 경우 광전자 소자로 폭넓게 응용되고 있다. 최근 GaN 나노선의 합성에 성공하면서 발광소자, 고효율의 태양전지, HEMT 등으로의 응용을 위한 많은 연구가 활발히 이루어지고 있다. 하지만, 아직까지 GaN 나노선의 전기적 특성을 제어하는 기술은 확립되지 않고 있다. 본 연구에서는 Vapor solid (VS)법을 이용하여 GaN 나노선을 합성하였으며, GaN 분말과 함께 $Mg_2N_3$ 분말을 첨가하여 (Ga,Mg)N 나노선을 성공적으로 합성하였다. 합성시에 GaN와 Mg 소스간의 거리 변화를 통해 Mg 도핑농도를 제어하고자 하였다. 이 같은 방법으로 합 된 (Ga,Mg)N 나노선의 Mg 도핑농도에 따른 결정학적 특성을 알아보고, (Ga,Mg)N 나노선을 이용하여 소자를 제작한 후 그 전기적 특성을 살펴보고자 한다. X-ray diffraction (XRD)과 high-resolution transmission electron microscopy (HRTEM), EDX를 이용하여 합성된 나노선의 결정학적 특성과 Mg의 도핑 농도를 확인하였다. Photo lithography와 e-beam lithography법을 이용하여 (Ga,Mg)N 나노선 field-effect transistor (FET)를 제작하고, channel current-drain voltage ($I_{ds}-V_{ds}$) 와 channel current-gate voltage ($I_{ds}-V_g$) 측정을 통해 (Ga,Mg)N 나노선이 도핑 농도에 따라 n형에서 p형으로 전기적 특성이 변화함을 확인하였다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2019년도 춘계학술대회
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• pp.477-478
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• 2019

본 연구에서는 단전자트랜지스터 제작의 용이성과, 고기능화를 위한 실험을 진행하였다. 기존의 양자점 대신에 절연체 사이에 철 알갱이가 분포되어 있는 Fe-MgF2그래뉼라막으로 제작하면 전자빔증착만으로 쉽게 제작할 수 있고 둘 이상의 게이트 전압을 인가하여 다양한 출력 값을 기대할 수 있다. 단전 자트랜지스터가 동작하기 위한 막의 두께를 조사하였고 2.1 nm에서 터널링이 일어남을 확인하였다.

• 예술인문사회 융합 멀티미디어 논문지
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• 제8권6호
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• pp.939-946
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• 2018

본 논문에서는 그래핀의 우수한 전기적 기계적 특성을 이용하여 정전기 인력에 의하여 휘어지는 그래핀이 수직 팁 게이트에 접촉 여부에 따라서 스위칭이 이루어지도록 조절할 수 있는 3단자 그래핀 NEMS 스위칭 소자에 대하여 연구하였다. 전형적인 MEMS 제작 공정을 이용하여 3단가 그래핀 NEMS 스위칭 소자 제작을 위한 공정을 설계하였고, 그 동작의 핵심 역학은 그래핀에 작용하는 정전기력과 그래핀 자체의 탄성력에 의하여 스우칭의 기계적인 동작이 설명될 수 있었다. 전기적인 동작에서는 그래핀과 핀 전극 사이의 접촉에 의한 접촉 전류와 그래핀이 전극에 접촉하지 않았음에도 그래핀과 핀 전극 사이의 강한 전기장으로 인한 방출전류가 흐를 수 있을 것으로 예상되었다. 실제 기계적인 동작에서 원자단위에서의 움직임을 분석하기 위하여 분자동력학 시뮬레이션 방법을 사용하여 수직 팁 게이트를 가지는 그래핀 기반 3단자 NEMS 스위치 동작에 관하여 연구하여, 기계적인 동작에 따라서 발생되는 다양한 현상들을 분자동력학 시뮬레이션을 통하여 연구함으로써 원자단위에서 이루어지는 다양한 역학들을 살펴보았다.

• 한국진공학회지
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• 제21권5호
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• pp.273-278
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• 2012

현재 Hf (Hafnium)을 기반으로한 게이트 유전체의 연구는 여러 분야에서 다양하게 진행되어져 왔다. 이는 기존의 $SiO_2$보다 유전상수 값이 크고, 또한 계속되는 scaling-down 공정에서도 양자역학적인 터널링을 차단하는 특성이 뛰어나기 때문이다. MOSFET 구조에서 유전체 박막의 두께 감소로 인한 전기적 특성 저하를 보완하기 위해서 high-K 재료가 대두되었고 현재 주를 이루고 있다. 그러나 현재까지 $HfO_2$에 대한 nano-mechanical 특성 연구는 부족한 상태이므로 본 연구에서는 게이트 절연층으로 최적화하기 위하여 $HfO_2$ 박막의 nano-mechanical properties를 자세히 조사하였다. 시료는 rf magnetron sputter를 이용하여 Si (silicon) 기판 위에 Hafnium target으로 산소유량(4, 8 sccm)을 달리하여 증착하였고, 이후 furnace에서 400에서 $800^{\circ}C$까지 질소분위기에서 20분간 열처리를 실시하였다. 실험결과 산소 유량을 8 sccm으로 증착한 시료가 열처리 온도가 증가할수록 누설전류 특성 성능이 우수 해졌다. Nano-indenter로 측정하고 Weibull distribution으로 정량적 계산을 한 결과, $HfO_2$ 박막의 stress는 as-deposited 시료를 기준으로 $400^{\circ}C$에서는 tensile stress로 변화되었다. 그러나 온도가 증가(600, $800^{\circ}C$)할수록 compressive stress로 변화 되었다. 특히, $400^{\circ}C$ 열처리한 시료에서 hardness 값이 (산소유량 4 sccm : 5.35 GPa, 8 sccm : 5.54 GPa) 가장 감소되었다. 반면에 $800^{\circ}C$ 열처리한 시료에서는(산소유량 4 sccm : 8.09 GPa, 8 sccm : 8.17 GPa) 크게 증가된 것을 확인하였다. 이를 통해 온도에 따른 $HfO_2$ 박막의 stress 변화를 해석하였다.

• 인터넷정보학회논문지
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• 제23권3호
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• pp.47-56
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• 2022

본 논문의 안전운행 보상시스템은 안전운전을 수행한 차량운전자에게 직접적인 보상을 제공하여 안전운전의 동기를 부여하고 적극적 참여를 유도함으로써 사고의 발생을 줄여 생명과 재산의 손실을 줄이는데 목표가 있다. 기존의 디지털 운행기록계의 경우 차량의 운전상태를 기록만 하였으나, 안전운전보상시스템은 사고예방 효과를 높이기 위한 지원책으로서 안전운전을 수행한 경우 금전적 보상을 통해 위험운전을 피하고 안전운전을 하도록 유도하였다. 즉, 과속으로 인한 사고 발생 빈도가 높은 지역에서는 속도 준수, 또는 차 간 거리 유지, 지정차로 운행 등의 안전운행 지시를 수행한 경우 직접적인 보상을 제공함으로써 안전운전 동기를 부여하여 교통사고를 예방하고자 한다. 이러한 안전운행 데이터와 보상내용은 투명하고 안전하게 관리되어야 하므로 보상근거와 보상내용을 폐쇄형 블록체인 하이퍼레저 패브릭을 이용하여 구축하였다. 그러나 블록체인 시스템은 투명성과 안전성이 보장되는 반면에 낮은 데이터 처리속도가 문제가 되므로 이를 개선하고자 블록생성 가속 기능을 구현하였다. 본 연구에서는 순차적으로 블록을 생성하는 속도가 10TPS(Transaction per second) 내외의 낮은 속도를 나타내어, 블록의 생성속도를 높이기 위해 가속 기능을 적용한 결과 1,000TPS 이상의 고성능 네트워크를 구현하였다.